数控铣床加工实训

引进高新技术、复合技术，培养创新精神和能力

教学资源丰富，满足教学一线的需求

自从1952年世界上第一台数控铣床产生以来，数控技术飞速发展，数控铣及加工中心的编程与操作的技术随着数控系统的变革而改进。在数控加工的教学领域，德国职业教育的以工作任务为导向的项目式教学法与数控教育的结合就是本书的编写背景。

本书共十四个项目，按照数控铣教学的从认识机床到熟悉操作面板，到刀具补偿指令的讲解应用以及简化编程及固定循环指令的使用，直到最后的加工实例。

本书由西安航空职业技术学院庞勇负责统稿并担任主编，李伟、李霄担任副主编。参加本书编写的有：西安航空职业技术学院庞勇（项目七、项目八、项目九、项目十二），西安航空职业技术学院李伟（项目五、项目六、项目十、项目十一、项目十四），西安航空职业技术学院李霄（项目一、项目二、项目三、项目四、项目十三）。

西安航空职业技术学院庞勇、李伟、李霄老师分别对书中相关部分章节进行了仔细审阅。编写过程中，西安航空职业技术学院冯娟、马海国、李佳南、周娟利、田小静、李敦建等老师提出了一些宝贵意见并提供帮助。编写过程中，还参阅了许多作者的文献资料。在此，对他们表示衷心的感谢。

本书可作为高等职业院校或中等职业学校数控加工专业师生实训用教材，也可供相关人员学习和参考。

由于作者水平所限，书中的错误和不足之处在所难免，敬请使用本书的师生和读者批评指正，以便教材再版时修正。

庞勇

2015年7月于西安航空职业技术学院

项目一 我需要学习数控铣/加工中心操作工
的知识吗 1
1.1 数控机床 2
1.1.1 数控机床的产生 2
1.1.2 数控机床的发展 2
1.2 数控铣床和加工中心 5
1.2.1 数控铣床的分类 6
1.2.2 数控铣床的主要功能 8
1.2.3 数控铣床的特点与应用 9
1.2.4 数控铣床的发展前景 10
1.2.5 数控专业的就业前景 11
项目二 学习数控铣/加工中心操作工技能应
具备的基础知识 15
2.1 量块 15
2.1.1 概述 15
2.1.2 量块的等和级 16
2.1.3 量块的使用 16
2.2 游标类量具 17
2.2.1 游标类量具的种类及结构 17
2.2.2 游标卡尺的刻线原理和读数方法 18
2.2.3 使用游标卡尺的注意事项 19
2.3 千分尺类量具 20
2.3.1 千分尺类量具的读数原理 20
2.3.2 外径千分尺 21
2.3.3 内径千分尺 23
2.3.4 深度千分尺 23
2.3.5 杠杆千分尺 24
2.4 机械量仪 25
2.4.1 百分表 26
2.4.2 内径百分表 27
2.4.3 杠杆百分表 28
2.4.4 千分表 29
2.4.5 杠杆齿轮比较仪 29
2.4.6 扭簧比较仪 29
2.5 角度量具 30
2.5.1 万能角度尺 30
2.5.2 正弦规 30
2.5.3 水平仪 31
2.6 其他常用量测仪器简介 33
2.6.1 立式光学计 33
2.6.2 万能测长仪 35
2.6.3 JJI-22A型表面粗糙度量测仪 36
2.6.4 19JA型万能工具显微镜 37
2.7 新技术在量测中的应用 38
2.7.1 光栅技术 38
2.7.2 激光技术 39
2.7.3 三坐标测量机 40
职业技能鉴定中级工（应会）知识试卷 43
项目三 数控铣/加工中心机床的操作面板 55
3.1 概述 55
3.2 手动操作 57
3.3 手动进给操作 58
3.3.1 手动单步进给 58
3.3.2 手动点动进给 58
3.3.3 手动快速 58
3.4 手轮操作 59
3.4.1 手轮脉冲当量 59
3.4.2 手轮控制的操作步骤 59
3.5 自动运行 59
3.5.1 载入加工程序 59
3.5.2 启动/暂停/终止程序运行 63
3.5.3 程序校验 64
3.5.4 程序断点 64
3.5.5 程序调试功能 65
3.5.6 DNC 66
3.5.7 执行MDI指令 67
3.6 程序管理 68
3.6.1 程序文件的分类 68
3.6.2 程序文件的编辑 69
3.6.3 程序文件的管理 72
3.7 图形显示 75
3.7.1 概述 75
3.7.2 进入图形仿真界面 76
3.7.3 图形操作 76
3.8 数据输入 77
3.8.1 刀具补偿 77
3.8.2 坐标系设置 78
项目四 数控铣/加工中心机床的坐标系及基本
编程指令 82
4.1 坐标系 82
4.1.1 坐标轴和运动方向的命名原则 82
4.1.2 坐标轴的规定 83
4.1.3 坐标系 83
4.2 编程指令字格式 84
4.2.1 相关知识 84
4.2.2 指令字格式 84
4.3 编程指令体系 85
4.3.1 模态指令与非模态指令 85
4.3.2 辅助功能M代码 85
4.3.3 准备功能G代码 85
4.3.4 进给控制指令 87
4.3.5 其他指令 90
项目五 数控铣/加工中心机床对刀方法 93
5.1 基础概念 93
5.1.1 工作过程 93
5.1.2 相关知识 94
项目六 数控铣/加工中心机床刀具补偿指令
应用之下刀方式及编程 105
6.1 学习情境一：数控铣/加工中心机床刀具
半径补偿指令规则 105
6.1.1 刀具半径补偿的必要性 105
6.1.2 刀具半径补偿概念 107
6.1.3 G41\G42、G40刀具半径补偿
指令格式 107
6.1.4 左右半径补偿的判别 108
6.2 学习情境二：数控铣/加工中心机床刀具
补偿指令应用之下刀方式 113
6.2.1 加工顺序安排 113
6.2.2 加工路线的确定 113
6.2.3 刀具下刀、进退刀方式的确定 115
6.3 学习情境三：数控铣/加工中心机床刀具
补偿指令应用之编程举例 120
6.4 学习情境四：数控铣/加工中心机床刀具
长度补偿指令规则 129
项目七 子程序 141
7.1 学习情境一：矩形阵列及Z向分层的
子程序调用的编制 141
7.1.1 子程序的概念及格式 142
7.1.2 矩形阵列的子程序调用的编程方法 143
7.1.3 Z向分层的子程序调用的编程方法 144
项目八 简化编程指令运用 147
8.1 镜像指令的格式及使用方法 147
8.1.1 镜像指令的格式及意义 147
8.1.2 镜像指令的使用方法 148
8.2 旋转指令的格式及使用方法 149
8.2.1 旋转指令的格式及意义 149
8.2.2 旋转指令的使用方法 149
8.3 缩放指令的格式及使用方法 150
8.3.1 缩放指令的格式及意义 150
8.3.2 缩放指令的使用方法 150
项目九 数控铣/加工中心机床固定循环 157
9.1 孔加工刀具的种类及使用方法 157
9.2 孔类零件加工的工艺分析 161
9.3 固定循环指令介绍 162
项目十 数控铣/加工中心机床外形类、内腔类、
孔类零件单项练习 171
10.1 学习情境一：数控铣/加工中心机床
外形类单项练习 171
10.2 学习情境二：数控铣/加工中心机床
内腔类单项练习 175
10.3 学习情境二：数控铣/加工中心机床
内孔类单项练习 181
项目十一 数控铣/加工中心机床零件加工范例 189
11.1 数控铣/加工中心机床综合零件
加工范例一 189
11.2 数控铣/加工中心机床综合零件
加工范例二 199
项目十二 数控铣/加工中心机床综合零件
加工范例 211
综合二维零件的加工范例 211
二维加工工艺基础 211
项目十三 数控铣/加工中心机床宏程序编程
应用 226
13.1 变量 227
13.1.1 变量的引用 227
13.1.2 变量的类型 227
13.1.3 系统变量 227
13.2 条件表达式 228
13.3 赋值语句（算术运算） 229
13.4 条件控制语句（IF） 231
13.5 循环控制语句（WHILE） 231
13.6 无条件跳转语句（GOTO） 232
13.7 宏程序的调用 232
13.7.1 非模态调用G65 232
13.7.2 自变量的指定 232
13.7.3 局部变量的级别 233
13.8 宏程序编程的兼容格式 234
项目十四 数控铣/加工中心机床典型加工
工艺案例 237
14.1 学习情境一：数控铣/加工中心机床
典型加工工艺案例一 237
14.1.1 零件的CAD建模 238
14.1.2 零件的CAM编程 240
14.2 学习情境二：数控铣/加工中心机床
典型加工工艺案例二 259
14.3 学习情境三：数控铣/加工中心机床
典型加工工艺案例三 267
14.4 学习情境四：数控铣加工中心机床
典型加工工艺案例四 273

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